Mientras los desarrolladores de fusión de todo el mundo compiten por comercializar la energía de fusión, TAE Technologies ha sido pionera en la búsqueda del camino más limpio y económico para proporcionar electricidad con hidrógeno-boro (también conocido como pB 11 o p 11 B), un combustible abundante y ambientalmente racional. Hoy, la compañía anuncia, en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencias de la Fusión (NIFS) de Japón, un avance de investigación notable: los primeros experimentos de fusión de hidrógeno y boro en un plasma de fusión confinado magnéticamente.
En un artículo revisado por pares publicado por Nature Communications ("Primeras mediciones de p 11fusión B en un plasma confinado magnéticamente”), los científicos explican el resultado de la reacción de fusión nuclear de hidrógeno-boro en un experimento en el dispositivo helicoidal grande (LHD) de NIFS. Este artículo describe el trabajo experimental de producir las condiciones necesarias para la fusión de hidrógeno-boro en el plasma LHD y el desarrollo de TAE de un detector para realizar mediciones de los productos de reacción de hidrógeno-boro: núcleos de helio, conocidos como partículas alfa. El hallazgo refleja años de colaboración científica internacional en investigación de fusión y representa un hito en la misión de TAE de desarrollar energía de fusión comercial con hidrógeno-boro, el ciclo de combustible para fusión más limpio, rentable y sostenible.
“Este experimento nos ofrece una gran cantidad de datos con los que trabajar y muestra que el hidrógeno-boro tiene un lugar en la energía de fusión a escala de servicios públicos. Sabemos que podemos resolver el desafío físico en cuestión y ofrecer una nueva forma transformadora de energía libre de carbono al mundo que depende de este abundante combustible no radiactivo”, dijo Michl Binderbauer, director ejecutivo de TAE Technologies.
TAE es la empresa privada de energía de fusión comercial líder y más grande del mundo, y este resultado representa un paso importante hacia el desarrollo de la fusión de hidrógeno y boro. En términos sencillos, la compañía está un paso más cerca de la realización de una planta de energía de fusión que finalmente producirá electricidad limpia, con solo helio, también conocido como tres partículas alfa, como subproducto. Estas tres partículas alfa son el sello distintivo de la energía de fusión de hidrógeno y boro e inspiraron a los fundadores de TAE a nombrar a la empresa Tri Alpha Energy, ahora TAE Technologies.
Pioneros en la ciencia de la fusión
Actualmente, más de 30 grupos persiguen el desarrollo de la energía de fusión en todo el mundo, y los enfoques varían ampliamente, desde el estilo de configuración del reactor hasta el tipo de combustible del que dependerán los futuros reactores. Desde la fundación de TAE en 1998, la empresa ha construido cinco dispositivos a escala de laboratorio nacional y ha generado y confinado con éxito plasma de fusión más de 140 000 veces. Actualmente, TAE está construyendo y diseñando dos máquinas más, Copernicus y Da Vinci, que podrán demostrar energía neta y entregar energía a la red, respectivamente.
Inventar reactores de fusión que produzcan energía neta es una cosa, entregarla como una fuente de electricidad confiable y lista para la red es otra. Al optar por utilizar hidrógeno-boro como ciclo de combustible, TAE se ha anticipado a las verdaderas demandas del uso diario y comercial de la energía de fusión. La mayoría de los esfuerzos de fusión en todo el mundo se centran en combinar isótopos de hidrógeno deuterio-tritio (DT) para usarlos como combustible, y las máquinas tokamak en forma de rosquilla que se usan comúnmente en los conceptos de fusión se limitan al combustible DT. A diferencia de esos esfuerzos, el diseño lineal compacto de TAE utiliza una configuración de campo invertido (FRC, por sus siglas en inglés) impulsada por haz de acelerador avanzado que es versátil y puede adaptarse a todos los ciclos de combustible de fusión disponibles, incluidos pB 11 , DT y deuterio-helio-3 (D - He 3 o D 3Él). Este beneficio permitirá de manera única a TAE licenciar su tecnología en el camino hacia su objetivo final de conectar la primera planta de energía de fusión de hidrógeno y boro a la red en la década de 2030. Con el FRC, TAE está avanzando en un diseño modular y fácil de mantener que tendrá un tamaño compacto con el potencial de aprovechar una metodología de confinamiento magnético más eficiente, que generará hasta 100 veces más potencia, en comparación con los tokamaks. .
Como señalan los colegas de TAE en NIFS , el hidrógeno-boro se considera un combustible de fusión avanzado porque “permite el concepto de reactores de fusión más limpios. Este logro es un gran primer paso hacia la realización de un reactor de fusión que utilice combustible de fusión avanzado”.
Como dice el artículo publicado en Nature Communications : “Si bien los desafíos de producir el núcleo de fusión son mayores para p11B que para DT, la ingeniería del reactor será mucho más simple. En pocas palabras, el camino p11B hacia la fusión cambia los desafíos de ingeniería posteriores por los desafíos de la física actual. Y los desafíos de la física se pueden superar”.
El enfoque de hidrógeno-boro es parte de la visión central de TAE para la energía de fusión comercial, nacida de la filosofía del cofundador de tecnología de la compañía, el Dr. Norman Rostoker, de tener el "fin en mente". Esta visión de energía verdaderamente limpia, abundante y rentable es lo que distingue a TAE de un campo en crecimiento de empresas de fusión. Si bien esta reacción no produjo energía neta, demuestra la viabilidad de la fusión aneutrónica y la dependencia del hidrógeno-boro.
TAE espera demostrar la energía neta en su próximo reactor de investigación, Copernicus, a mediados de la década.
Tradición de becas y colaboración
TAE anunció su asociación con NIFS en 2021, uniéndose a estimados académicos en el instituto de investigación interuniversitario ubicado en la ciudad de Toki, Japón. El proyecto de investigación conjunto de tres años surgió de una colaboración de larga data entre investigadores de fusión estadounidenses y japoneses para explorar la fusión aneutrónica.